高压旋喷灌浆在水利工程除险加固工程中的应用

何一飞

鄂州市水利建筑设计研究院有限公司 湖北 鄂州 436000

引言

如今高压旋喷灌技术在水利工程施工中较为常见，目前在实际操作中，可供选择的管道类型较多，例如塑料管、塑料拔管等，工作人员在实际施工中需要在地面下铺设软管，且需要保证软管主要为塑料材质，最后将空气注入铺设的软管中，且将混凝土在其周围填筑，完成填筑之后需要在混凝土没有充分凝固前抽出塑料管，以此创建自然的一个混凝土通道。工作人员在建设管道时，需要综合分析混凝土实际的凝结程度，并对其阻塞情况进行重点关注，避免因堵塞情况影响通道的质量。灌浆约三十天左右需要详细检查实际操作情况，以此保证其能和水利工程施工要求相符。如今其在地基加固中广泛应用，效果较好，具有施工速度快的优点，且不会对水利工程的坝体等形成破坏；另外其变形适应性较强，功效高、用料少，可以相对降低工程的投资情况。

1 分析高压旋喷灌浆技术

其应用的主要原理：在钻机造孔下在预定的土层位置下灌浆管，因其有喷头，因此高压下可以喷射高压液体进而破坏土层，破坏中其钻杆会均匀的向上抬升，充分搅拌土粒、浆液，凝固后就能获得一种固结体，其具有较高的稳定性，在推动地基承载力提高的同时具有一定的防渗的效果。高压喷射灌浆的喷灌方式有3种：其一为摆喷；其二为定喷；其三为旋喷，在水利工程建设中，需要依据建设区域的土质结构、工程特点灵活选择喷浆方式。

其在实际施工中的操作步骤如下：

第一，平整场地。即将施工场地中的地表植被铲除，以此保证能和施工需求相符。

第二，测量、放线。通过高喷轴线开展测量放样操作，明确孔位的同时依据测量的控制点明确孔口的高度，并设计标志，可以通过竹片的形式对钻孔编号进行注明。

第三，钻孔操作。钻孔时需要通过二序分开操作，在实际中可以选择膨润土泥浆，以此保证固壁钻孔的效果；另外实际中需要详细记录施工报表，以此推动钻孔质量的提高。

第四，检查、验收成孔。钻孔成功后需要进行检查，明确孔深和孔位，只有保证检查合格之后才能开展后续工序。

第五，浆液配比操作。施工时需要严格对进浆比重进行控制，针对新制的浆液必须对比重进行测试；在喷射中，质检员也需要对比中进程抽查。另外实际中需要充分搅拌、严格过滤水泥浆液，且在实际使用中，需要严格遵循相关要求，配置多少应用多少，并依据存放要求合理进行存放。

第六，喷浆操作。钻孔完成后就需要移位钻机，开展高压旋喷灌浆操作，下高喷灌时，可以通过胶布缠绕的方式避免喷嘴堵塞。下管道德预定位置后需要调整喷嘴的位置，以此保证能有效输入所需物料，准备工作完成后开始高压灌浆，自下而上同步进行喷射、提升操作。

第七，冒浆回灌、封孔操作。喷射灌浆操作完成之后，需要移位高喷台车，并引入回浆，回浆量如果不符于相关要求，就需要继续在喷射孔中注入浆液，一旦孔口液面不再下沉、处于稳定状态就可以停止浆液的灌注。

第八，防渗体实验。通过围井方法健侧高压旋喷灌浆操作的质量，喷浆结束一周后就可以开展围井检验操作。开挖对围井的上部进行检查，明确防渗墙的质量、厚度、搭接长度以及强度等是否和设计要求相符。

目前在水利工程中高压旋喷灌浆较为重要，在降低施工成本方面具有良好的社会、经济效益，相对来讲其操作方便、开挖小，对周边的生态环境影响较小[1]。

2 水利工程中高压旋喷灌浆技术的具体应用方式

第一，施工准备工作。将高压旋喷灌浆技术应用于水利工程中时，首先施工人员需要依据工程的实际要求监测灌浆部位、混凝土的实际温度，因此保证其温度均能符合要求，在注入冷却水的时候，更需要严格关注，以此最大限度降低水利工程因温度多高而影响整体的管道质量。工作人员在实际工作中，需要通过三次连续的温度测量以此明确混凝土温度的具体特征，之后取平均值，以此获取最合理、准确的温度，并将其当作施工中的参考资料；另外针对接缝处，工作人员需要合理进行灌水浸泡操作，以此保证其湿润状态，促使接缝处能有效结合的同时保证灌浆的有效渗入。通常接缝部位浸泡的时间必须大于一天，之后还需要全面清洗所有连接出，排除接缝立面污水。在实际操作中需要重点关注的是，高压旋喷灌浆技术在实际应用中，需要重点有效的保护接缝部位，加压时不能从外界缝隙灌浆，而保证顺利开展灌浆工作的前提就是增加水平压力于接缝出。

第二，施工中的管理。在水利工程实际开始前，工作人员首先需要全面有效的分析灌浆特点，同时明确混凝土的特点、规格以及工程区域的实际建设情况；另外在进行灌浆操作的时候，需要遵循由上到下的原则注入混凝土，如果罐装区域上下存在相互渗透情况时就需要停止灌浆，并向责任机构及时汇报，有责任机构派遣专员全面考察、分析，最大限度保证灌浆方式的同步性。充分完成高度灌浆之后才能继续灌浆其他高度区域，如果实际灌浆中，其他区域均处于良好状态才能同步开展区域灌浆操作。灌浆后4h内工作人员需要进一步处理，否则会导致浆液融合不佳。在处理灌浆区域的时候，工作人员需要增加水平压力于周围缝隙中，以此保证缝隙的稳定性，避免其加重，而最佳的压力控制值为0.2MPA。在实际灌浆操作中，工程师需要实时、有效的记录整个数据，可以开展影像学记录，通过录像或拍照方式，以此保证后续能顺利调取记录，推动后续工作的顺利进行。在实际操作中，一旦遇到关键工作，工程师就需要多方位进行检测、确认，例如需要检测浆液的配比情况、后续备用管道是否合理分布等。直到所有指标均和施工要求相符时，工作人员需要再次进行全面的检测，之后再开展灌浆操作。灌浆时，每隔15min工作人员就需要综合检查以此，保证灌浆质量和预期相同。实际中需要保证所有管口均为闭合状态，以此避免回浆管、排气管同时出浆，与此同时需要对浆液出入量进行合理的调整，排气管中的压力需要尽量排除，以此保证顺利开展灌浆操作。

3 水利工程除险加固中高压旋喷灌浆技术的实施方案

第一，高压旋喷灌浆应用需要具备的条件、原理分析。在孔底、钻杆杆端存在特殊的喷嘴，通过高压设备在周围土体喷射固化浆液，而钻杆会在实际喷射中旋转上升，通过高速喷射流速开展切割、冲击操作，并强制凝固浆液，以此在土体形成固结体，其具备一定的断面、性能。最重要的需要控制、检测的条件就是混凝土温度，开展高压旋喷灌浆之前，需要保证两边的风拱、混凝土温度的一致性；且实际施工中，施工方案中会详细记录负重温度、温度。在实际处理中，工作人员还需要设计混凝土的年限，避免四个月内其出现变动，灌浆区域混凝土需要保证其年限大于三个月，一旦和负重要求相符就可以进行灌浆操作。

第二，喷射灌浆操作。在处理浆液的时候，需要并列通过三重喷管进行喷射，在实际喷射中需要统一进行调度。喷管到底预计孔底深度是需要依据要求开展送浆、低压送水操作，并依据相应规定开展原位喷浆操作，一旦虹口回浆比重等同于预计值就可以通过间歇提升法开展提升喷射。需要保证实际灌浆操作中连续的自下而上工作，如果中途需要拆卸喷射管，那么搭机时需要复喷。实际操作中如果存在供水供电中断情况，需要在施工恢复时，下方喷头500mm，通过重叠搭接方式处理；另外工作人员需要对中断的时间、深度进行记录，如果时间大于0.5h，恢复时至少搭接1m的长度；如果时间大于3h，就需要先冲洗输浆管，之后才能再次施工[2]。如果高压旋喷灌浆中出现浓度较高、回浆量异常的情况，就需要及时对产生原因进行分析，并制定解决对策。实际灌浆中工作人员需要详细、有效地对浆液材料、喷浆数据等进行记录，并综合、有效的管理其中的问题。

第三，质量检测工作。工作人员在灌浆完成后需要全面对灌浆的质量进行检查，明确其是否存在问题，同时及时记录整个操作情况。如果某个区域发现质量不佳情况就需要针对性进行检测，并制定改建方案，以此保证其能和实际灌浆要求相符。质量检测人员需要全面有效管理各种风险因素，明确监测指标的同时保证各项制度能有效落实，以此保证监测结果的可参考性。

4 水利工程除险加固中高压旋喷灌浆技术应用的注意事项

第一，注意钻孔操作。首先需要严格规范的明确钻孔位置，钻机需要反复对其水平位置进行调整，并保证其安装的平稳性、牢固性。其次依据加密、分序原则推进孔序、孔径，最大限度降低偏差概率。再次，在孔深方面，需要保证其相符于设计情况。最后在护壁泥浆的制作方面，原料需要选择膨润土、优质黏土，以此保证制作的护壁泥浆具备较好的分散性、可塑性、亲水性和稳定性。

第二，注意灌浆操作。施工前需要先进行导流围堰的修筑；另外喷射施工时，需要喷射压力和预定压力相符，之后观察回浆情况，一旦正常回浆就可以逐渐将注浆管提升。实际中需要重点明确灌浆在坝基交界处能正常回浆，否则需要降低高度到1m左右后重复在进行提升，以此保证固结体整体性的提高[3]。

第三，注意浆液配置操作。高压旋喷灌浆技术在实际操作中，其防渗性会受到浆液质量的影响，因此实际中需要严格控制浆液质量。水泥是主要的制备浆液的材料，因此实际中需要检查水泥的批次，保证其符合工程标准。

5 检查高压旋喷灌浆质量

第一，开挖工作的检查。工作人员在检查时应沿墙体一侧开挖，控制深度在2m左右，之后可以通过肉眼进行观察，明确衔接情况以及喷射的距离；另外不同部位需要横向进行打孔取芯操作，以此明确墙体的强度、厚度。此种检查方式相对来讲具有较强的应用性，且较为直观。但实际中其在大面积以及复杂的加固工程中不适应。

第二，钻孔取芯工作的检查。工作人员在高压旋喷灌浆操作14d后可以开展钻孔取芯操作，实际检查中需要依据喷射墙体情况对检查通设置情况进行调整；取芯时需要开展压水实验。在实际判断中，需要依据细粒段、黏土、中粗砂抽芯检查，如果交接稳定、整体完整，那么实际中其抗压强度通常大于12Mpa，但实际中工作人员需要依据实际情况综合进行分析[4]。

第三，围井注水试验。高压旋喷灌浆后一周就可以进行注水试验的操作，如果存在严重的漏浆情况或当地环境复杂，那么检查时就需要应用违禁注水试验，之后依据实验结果进行调整，保证处理后的旋喷结构具备良好的结构性、稳定性，且没有漏水情况。

综上所述，经济的高速发展推动的水利工程的发展，我国的施工工艺、操作设备均得到进步，目前高压旋喷灌浆技术在水利工程中广泛应用，具有重要地位。工作人员在实际操作中需要保证混凝土温度平稳、年限足够后进行灌浆操作，以此保证灌浆操作的整体质量。另外，实际中工作人员需要进一步对质量监控、技术规范等方面进行优化，以此推动水利工程建设的长久、健康发展。